KR101582735B1 - Method of measurement on ciliary movements by trajectories of cilium and their beat angles - Google Patents

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KR101582735B1 KR20140022098A KR20140022098A KR101582735B1 KR 101582735 B1 KR101582735 B1 KR 101582735B1 KR 20140022098 A KR20140022098 A KR 20140022098A KR 20140022098 A KR20140022098 A KR 20140022098A KR 101582735 B1 KR101582735 B1 KR 101582735B1
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본 발명은 도립 현미경으로 촬영된 섬모 동영상으로부터 각각의 프레임을 분리하고 첫 번째 프레임으로부터 사용자에게 ROI를 요청하는 ROI 설정단계, 사용자로부터 ROI 영역이 설정되면, 섬모를 추적하기 위한 추적점들을 찾는 섬모의 추적점 탐색 단계, 첫 번째 프레임으로부터 다음 프레임으로 순차적으로 넘어감에 따라 추적점들의 이동 방향에 따라 각 섬모의 운동 궤적과 섬모가 붙어 있는 세포막과의 사이의 각도인 섬모각을 계산하는 섬모각 계산 단계, 프레임이 진행됨에 따라 노이즈로 인한 추적점의 소실에 따른 섬모가 운동하는 방향으로 ROI 를 보정하는 ROI 재설정단계 및 보정된 ROI 에서 추적점을 재탐색하는 추적점 재탐색 단계, 상기 섬모각 계산 단계에서 획득된 섬모각과 섬모각의 범위를 파형으로 변환해 섬모의 운동성을 분석하는 섬모 When the present invention is separating the respective frames from the ciliary video recording by the inverted microscope and from the first ROI setting step of requesting to the user an ROI from the first frame, the user ROI area is set, the ciliary finding tracking point for tracking the ciliary tracking point search step, the first angle calculating cilia to calculate the angle of ciliary angle between the cell membrane and in the motion path and cilia of each ciliary attached with the movement direction of the tracking point in accordance with the advance to sequentially sense the next frame from the second frame step, tracking point re-searching step of re-search of the tracking point in the frame progresses ROI reset step of the cilia of the disappearance of the tracking point due to noise correcting the ROI in the direction of movement to and corrected in accordance with the ROI, the ciliary each calculated converting the angle and range of the ciliary ciliary each obtained in step with the waveform analysis of the cilia to the ciliary motility 운동성 분석 단계를 포함한다. Including the movement analysis.
본 발명에 의하면 빛을 이용한 섬모의 운동성 측정 방법에 비해 별도의 하드웨어 장치가 필요하지 않기 때문에 시간적, 경제적으로 우수한 효과가 있다. According to the present invention there is because there is no need for a separate hardware unit time, economically superior effect compared to the movement measuring method of the cilia with light.
또한, 종래의 영상학적으로 섬모의 운동성을 분석하는 방법들에 비해 섬모의 운동 궤적에 따른 섬모각과 이들의 범위를 측정함으로써 섬모의 이동 방향의 편차를 측정할 수 있으며, 이를 통해서 정상적인 섬모의 움직임의 주파수를 가지는 섬모에 대해서도 특이적인 섬모 운동의 변이를 측정 할 수 있다. Further, compared to the method for analyzing the ciliary motility in the prior video chemical by measuring these ranges ciliary angle according to the ciliary motion path may measure the deviation of the ciliary movement direction of the normal ciliary movement through them about the cilia with a frequency it is possible to measure the variation of the specific ciliary movement.

Description

섬모의 운동 궤적에 따른 섬모의 운동성 측정 방법{Method of measurement on ciliary movements by trajectories of cilium and their beat angles} Motile cilia measurement method according to the cilia of the trajectory {Method of measurement on ciliary movements by trajectories of cilium and their beat angles}

본 발명은 섬모의 운동성 측정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 섬모의 운동 궤적에 따른 섬모각을 이용한 CBF 및 CWD를 측정하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of measuring movement of cilia, and more particularly, to a method of measuring CBF, and CWD using cilia, each of the cilia of the motion path.

섬모란 세포 표면에 존재하며 지름은 약 0.25㎛, 길이는 약 2~20㎛인 세포 표면에서 돌출된 운동성 섬유상 소기관이다. Cilia is present and the diameter on the cell surface of about 0.25㎛, a length of the fiber mobility scavenging protruding from the cell surface of about 2 ~ 20㎛.

인간의 섬모는 기도 상피나 여성의 생식기관 수란관에서 관찰된다. Human cilia is observed in the airway epithelium of the oviduct and the female reproductive organs. 기도 상피에서의 주요한 기능은 섬모운동(Ciliary beat)을 통해서 외부 이물질을 포함한 점액을 폐의 바깥부분으로 보내는 호흡기의 1차 중요한 방어기전으로서의 역할을 한다. The main feature of the airway epithelium plays a primary role as an important defense mechanism of the respiratory before sending the mucus containing foreign objects through the ciliary movement (Ciliary beat) to the outside of the lungs. 또한 수란관에서의 섬모는 운동성이 없는 난자가 자궁으로 이동할 수 있도록 한다. In addition, the cilia of the oviduct so that the egg is no movement to move to the uterus.

도 2는 섬모의 운동 패턴을 도시한 도면이다. 2 is a diagram illustrating the movement pattern of the cilia.

도 2에서 보는 바와 같이, 섬모는 파워 스트로크(Power stroke)과 리턴 스트로크(Return stroke)를 통해서 1차 방어 기전을 수행한다. As shown in FIG. 2, the ciliary performs a primary defense mechanism through the power stroke (Power stroke) and a return stroke (Return stroke). 즉, 쉽게 설명하면 외부로부터 유입된 외부물질을 빗자루로 쓸듯이 체외로 배출한다. That is, the easily explained if discharged to the in vitro use as a broom, a foreign object entering from the outside. 이러한 반복적인 운동 패턴과 운동성을 분석하는 것이 CBF(Ciliary Beat Frequency)이다. It is CBF (Ciliary Beat Frequency) for analyzing this repetitive movement and mobility pattern. 하지만 CBF 측정의 결과로만 본다면 별다른 이상소견이 없는 경우에도 점액섬모의 운동성에 이상소견이 관찰되는데 이는 정상치의 CWD(Ciliary wave disorder) 보다 높은 CWD 를 보일 경우가 그 경우이다. However, if you only look at the results of CBF measurements unless otherwise abnormal motility abnormalities in the mucociliary there is observed, even if this is the case it shows a higher than CWD CWD (Ciliary wave disorder) of its normal value. 이때 CWD 섬모의 운동 방향의 편차를 나타낸다. At this time indicates the deviation of the direction of movement of the ciliary CWD.

이러한 섬모의 운동성은 인간의 생식과 면역반응과 관련된 중요한 요소이다. These cilia motility is an important factor associated with the human reproductive and immune response. 따라서 관련 분야에서는 이와 같은 섬모의 운동성에 대한 측정을 정량화하려는 시도들이 있어 왔다. Thus, in a related field there have been attempts to quantify the measurement for this of ciliary motility such.

종래의 섬모의 운동성을 측정하는 대표적인 방법은 섬모에 빛을 주사하여 이에 산란된 정도를 통해 섬모의 운동성을 측정하는 방법과 도립 현미경에 부착된 카메라를 이용해 섬모의 움직임을 촬영하고 이 촬영된 동영상 파일을 분석하는 방법이 있다. A typical way to measure the mobility of a conventional cilia is using the method of measuring of the cilia movement with the camera attached to the inverted microscope with the degree of the scanning light on the ciliary The scattering taking of ciliary movement and the shooting video file there is a method to analyze.

상기 빛의 산란을 이용한 섬모의 운동성 측정 방법은 그 측정 방법이 까다롭고 또한 별도의 하드웨어 장치가 필요하며 시간이 경과함에 따라 섬모의 운동성에 동일한 결과를 가져오지 못하는 단점을 가지고 있다. Ropgo movement measuring method of the ciliary based on light scattering of the light is difficult that the measuring method also requires a separate hardware devices, and has the disadvantage does not result in the same in the ciliary motility over time. 이러한 단점을 극복하기 위해서 현재는 동영상 파일을 분석하는 영상분석 기법들이 많이 이용되고 있다. In order to overcome these shortcomings that we are now using a lot of video analysis techniques to analyze video files.

이러한 영상분석 기법 방법들에는 대표적으로 동영상 파일에서 각각의 프레임을 분리하여 각각의 전후 프레임간의 차이 즉 차영상(Difference images) 방식으로 프레임간의 차이의 정도를 통해서 섬모의 운동성을 측정하는 방법이 있고, 각 전후 프레임의 픽셀(pixel) 또는 영상 이미지에 존재하는 점(point)등이 전후 프레임에서 명도값, 색생값, 프레임간 이동시간에 따른 상기 픽셀이나 점이 위치할 수 있는 좌표값을 통해서 추적하는 방식 등이 있다. These image analysis technique method, and a method for typically separated from each frame of the video file by measuring the ciliary motility by the degree of difference between frames as the difference i.e. difference image (Difference images) method between the respective front and rear frame, point (point) method of such a track by a coordinate value to the pixels or dots are located according to the travel time between the brightness value, the color raw value, the frame at the front and rear frames existing in a pixel (pixel) or the video image of the respective front and rear frame and the like.

이렇게 추적된 점들의 변화량들은 현재까지 보고된 문헌들에 의하면 여러 다양한 알고리즘을 통해 섬모의 운동성에서 주파수를 획득하는 방법을 취하고 있다. This change amount of the tracking point may take the method of obtaining the frequency from the ciliary motility in several different algorithms according to the reported literature to date.

하지만, 상술한 방법들은 섬모의 운동 방향에 입각한 방법이라기보다는 섬모의 움직임의 정도를 간접적으로 측정하여 이를 토대로 섬모의 운동성을 측정한 결과라고 볼 수 있다. However, the above-described methods can be seen as a result of measuring the movement of the cilia of the degree of ciliary than a method based on the direction of movement of the cilia movement with indirectly measured based on this.

즉, 부연설명을 하자면, 각각의 프레임상에서의 이미지의 움직임의 정도를 섬모의 움직임으로 유추하여 그 움직임의 정도를 주파수로 환산한 결과이다. So, in the NOTES, by analogy, the amount of movement of the image on each frame a of the ciliary movement is a result of converting the amount of the movement in frequency. 이러한 방식은 실제적으로 섬모의 운동 패턴을 반영하기 보다는 프레임상의 명도 차이, 색상 차이, 위치 차이 값 등등을 통한 간접적으로 측정한 결과라고 할 수 있다. This approach can be said practically was measured indirectly on the frame through, rather than reflect the movement pattern of the ciliary brightness difference, different colors, the position difference value and so on.

이러한 종래의 기술은 섬모의 운동성의 정도를 파악할 수 있는 간접적인 측정방법이 될 수 있으나 섬모가 얼마 만큼 운동 방향에 대한 편차를 보이고, 어느 정도 주기성을 가지는지는 정확하기 측정하기 어렵다. This conventional technique may be an indirect measurement method, which can determine the degree of ciliary motility but the cilia showing a deviation of the direction of movement much, it is difficult to accurately measure which has a degree of periodicity. 즉, 섬모가 파워 스트로크에서 리턴 스트로크로 그 움직임의 방향을 바꿀 때, 어느 정도의 범위에서 이러한 파워스트로크와 리턴스트로크의 변이가 이루어 지는지는 측정하기가 불가능 한 것이다. That is, the ciliary echoed to change the direction of its movement to the return stroke in the power stroke, some degree of variation of these power stroke and a return stroke in the range achieved is that one can not measure.

즉, 동일 CBF를 가지는 섬모의 경우도 그 운동성이 다를 수 있는데, 이러한 섬모들에 대해서는 종래의 방법으로는 이들 섬모의 운동성의 차이를 측정할 수 있는 수단을 제공해주고 못하고 있다. That is, in the case of having the same ciliary CBF also there the mobility may be different, in a conventional manner for these cilia may not haejugo provides a means to measure the difference between the mobility of these cilia.

대한민국 등록특허 10-0244033 Republic of Korea Patent 10-0244033

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 섬모의 운동 궤적에 따른 섬모의 운동성을 측정하는 방법을 제안하는 데 그 목적이 있다. The present invention been made in view of the above problems, an object of the present invention is to propose a method for measuring the movement of the cilia of the cilia of the motion path.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. An object of the present invention is not limited to the purposes mentioned above, it is not mentioned yet another object will be able to be clearly understood to those skilled in the art from the following description.

본 발명은 상술한 종래의 기술의 단점을 해결하기 위해, 도립 현미경으로부터 촬영된 섬모의 영상으로부터 각각의 프레임을 분리하고, 분리된 첫 번째 프레임에서 사용자로부터 ROI 영역을 입력 받도록 요청하는 ROI 설정 단계, 사용자로부터 ROI 영역이 설정되면, 섬모를 추적하기 위한 추적점들을 찾는 섬모의 추적점 탐색 단계, 첫 번째 프레임으로부터 다음 프레임으로 순차적으로 넘어감에 따라 추적점들의 이동 방향에 따라 각 섬모의 운동 궤적과 섬모가 붙어 있는 세포막과의 사이의 각도인 섬모각을 계산하는 섬모각 계산 단계, 프레임이 진행됨에 따라 노이즈로 인한 추적점의 소실에 따른 섬모가 운동하는 방향으로 ROI 를 보정하는 ROI 재설정단계 및 보정된 ROI 에서 추적점을 재탐색하는 추적점 재탐색 단계, 상기 섬모각 계산 단계에서 획득된 섬 The invention ROI setting step of separating the respective frames, and requests to input the ROI area from a user on the first frame separate from, of the ciliary taken from the inverted microscope image to address the disadvantages of the aforementioned prior art, When a user ROI area is set, the search of the ciliary tracking point to find the tracking point for tracking the ciliary steps, the first of each of the cilia in response to the movement direction of the tracking point in accordance with the advance to sequentially sense the next frame from the second frame motion path and ciliary angle calculating step of calculating the angle of ciliary angle between the membrane attached to the cilia, ROI reset to the cilia of the disappearance of the tracking point due to noise correcting the ROI in the direction of movement along the frame with the progress of phase and calibration the ROI tracking point obtained in the island re-search step, each step of calculating the cilia to re-search points in the tracing 모각과 섬모각의 범위를 파형으로 변환해 섬모의 운동성을 분석하는 섬모의 운동성 분석 단계를 포함한다. Converting the range of the ciliary mogak with each waveform comprises a step of ciliary motility analysis to analyze the ciliary motility.

본 발명에 의하면 빛을 이용한 섬모의 운동성 측정 방법에 비해 별도의 하드웨어 장치가 필요하지 않기 때문에 시간적, 경제적으로 우수한 효과가 있다. According to the present invention there is because there is no need for a separate hardware unit time, economically superior effect compared to the movement measuring method of the cilia with light.

또한, 종래의 영상학적으로 섬모의 운동성을 분석하는 방법들에 비해 섬모의 운동 궤적에 따른 섬모각과 이들의 범위를 측정함으로써 섬모의 이동 방향의 편차를 측정할 수 있으며, 이를 통해서 정상적인 섬모의 움직임의 주파수를 가지는 섬모에 대해서도 특이적인 섬모 운동의 변이를 측정 할 수 있다. Further, compared to the method for analyzing the ciliary motility in the prior video chemical by measuring these ranges ciliary angle according to the ciliary motion path may measure the deviation of the ciliary movement direction of the normal ciliary movement through them about the cilia with a frequency it is possible to measure the variation of the specific ciliary movement.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 운동성 측정 방법을 보여주는 흐름도이다. 1 is a flow chart showing the movement measuring method according to an embodiment of the present invention.
도 2는 섬모의 운동 패턴을 도시한 도면이다. 2 is a diagram illustrating the movement pattern of the cilia.
도 3 및 도4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 섬모의 움직임에 따라 초기 ROI에서 보정되어 새롭게 ROI를 설정하는 방법을 보여주는 도면이다. 3 and 4 are diagrams showing how to be corrected in the initial ROI newly set the ROI based on the ciliary movement in accordance with one embodiment of the present invention.
도 5는 섬모의 운동 궤적에 따른 섬모각을 보여주는 도면이다. 5 is a view showing each of the cilia of the ciliary motion path.
도 6은 섬모각의 변동 범위를 나타낸 도면이다. 6 is a view showing a variation range of the ciliary each.
도 7은 도 6에서의 섬모각의 변동 범위에 따른 진폭을 도시한 그래프이다. 7 is a graph showing the amplitude of the variation range of each of the cilia in FIG.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. The invention will be described in bars, illustrated in the drawings certain embodiments that may have a variety of embodiments can be applied to various changes and detail. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. This, however, is by no means to restrict the invention to the specific embodiments, it is to be understood as embracing all included in the spirit and scope of the present invention changes, equivalents and substitutes.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. The terms used in the present specification are merely used to describe particular embodiments, and are not intended to limit the present invention. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Expression in the singular number include a plural forms unless the context clearly indicates otherwise. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In this application, the terms "inclusive" or "gajida" terms, such as is that which you want to specify that the features, numbers, steps, actions, components, parts, or one that exists combinations thereof described in the specification, the one or more other features , numbers, steps, actions, components, parts, or the presence or possibility of combinations thereof and are not intended to preclude.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖고 있다. Unless otherwise defined, including technical and scientific terms, all terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Any term that is defined in a general used dictionary are to be interpreted to have a meaning consistent with the meaning of the context of the relevant art, unless expressly defined in this application, it not is interpreted to have an idealistic or excessively formalistic meaning no.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Further, in the following description with reference to the accompanying drawings, the same components regardless of reference numerals are assigned the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. If it is determined that a specific description of the related art In the following description of the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

본 발명은 섬모들의 운동에 따른 섬모각의 변화량을 통해서 섬모운동성을 정량적으로 측정하는 방법에 대한 것이다. The present invention is directed to a method for quantitatively measuring the ciliary motility through the amount of change in each of the ciliary movement of the cilia. 이를 위해 본 발명은 촬영된 섬모영상에서 각 프레임별로 각각의 섬모들을 추적하여 섬모의 궤적을 얻은 후 이러한 궤적에 따른 섬모각, 즉 섬모의 궤적과 섬모가 붙어 있는 세포막과의 사이의 각도를 통해서 섬모의 파워스트로크와 리턴스트로크의 패턴을 검출할 수 있다. The present invention to achieve this cilia through an angle between the obtained the a ciliary locus to trace each of the cilia in each frame of the recorded ciliary image membranes attached to the ciliary each, that the trajectory and cilia of the ciliary according to this locus and of it is possible to detect the pattern of the power stroke and the return stroke.

본 발명에서 섬모의 운동성을 측정 방법은 일종의 소프트웨어인 알고리즘으로 구성되며, 소프트웨어 알고리즘은 PC, 컴퓨터, 서버 등의 프로세서(processor)에서 실행될 수 있다. Determination of the ciliary motility in the present invention is composed of a software algorithm, a software algorithm may be executed on a processor (processor) such as a PC, a computer, a server.

본 발명에 따른 섬모의 운동성을 측정하는 방법을 구현 하기 위한 프로그램을 실행하면, ROI 설정단계(S10)에서 본 프로그램은 도립 현미경으로 촬영된 섬모 동영상으로부터 각각의 프레임을 분리하고 첫 번째 프레임을 화면에 로딩을 한다. When executing a program for implementing a method of measuring the ciliary motility according to the invention, the program on the ROI setting step (S10) is separated for each frame from the ciliary video recording by the inverted microscope and the first frame on the screen, the loading.

섬모 동영상의 특징은 고정된 도립 현미경에 촬영된 동영상이기 때문에, 촬영된 카메라가 이동되거나, 움직이는 일이 일어날 수가 없다. Features of the ciliary video is because the shot to a fixed inverted microscope video, or the camera moves, can not lead to the moving work. 따라서 동영상에서 움직이는 객체는 섬모라고 가정할 수 있다. Therefore it can be assumed that a moving object in the video is ciliated. 이러한 가정에서 섬모 이외에 움직이는 객체는 노이즈(Noise)라고 판단을 내릴 수 있다. In addition to these assumptions moving ciliary object may make a determination that the noise (Noise).

이러한 가정을 전제로 사용자는 로딩된 첫 번째 프레임으로부터 섬모 이외의 움직이는 객체 가령 촬영된 영상에서 관찰되는 혈액이나 기타 부유물이 존재하는 영역을 제외하고 추적하고자 하는 영역을 선택하도록 요청을 받는다. On the assumption that these assumptions the user is asked to select the region to be tracked, and except for the region in which the blood or other suspended matter is observed in a moving object other than the cilia from the first frame in the loaded photographing image exists, for example.

이를 통해서 사용자는 ROI(Region Of Interest) 영역을 지정해주면, 본 프로그램은 섬모의 추적점 탐색 단계(S20)를 통해 섬모를 추적하기 위한 추적점들을 찾는다. Through this, users need to specify the (Region Of Interest) ROI area, the program looks for the tracking point for tracking the cilia through the tracking point of the search phase ciliated (S20). 상기 추적점에 대해 후술하겠지만, 이러한 추적점들은 섬모에 위치하고 있다. As described later with respect to the tracking point, this tracking point are located in the cilia. 이러한 섬모에 위치하고 있는 추적점들은 분리된 프레임들이 처음 프레임으로부터 다음 프레임으로 순차적으로 넘어감에 따라 각각의 두 프레임에 있는 추적점들의 변화에 대한 벡터값으로 표현할 수 있다. Tracking point is located in these cilia are separated frames in accordance with the advance to sequentially sense the next frame from the first frame it can be expressed as a vector value for the change of the tracking point in each of the two frames. 이러한 추적점들의 벡터값들은 섬모의 운동 궤적과 섬모가 붙어 있는 세포막과의 사이의 각도인 섬모각을 계산할 수 있는데, 이것은 섬모각 계산단계(S30) 에서 실현된다. Vector values ​​of these tracking points are, you can calculate the angle of ciliary angle between the cell membrane and which comes with a motion path of the cilia and cilia, which is implemented in each calculation step cilia (S30). 섬모각은 섬모가 파워스트로크와 리턴스트로크 운동 패턴을 보일 때, 각각 음의 정수와 양의 정수를 가진다. Ciliary each has a when the ciliary show the power stroke and the return stroke movement pattern, each of the negative and positive integer constant. 상기 계산된 섬모의 섬모각은 전후 두 프레임간에 추적점들의 좌표값들을 통해 도출 해낼 수 있다. Ciliary each of the calculated cilia may derive from the coordinate values ​​of the tracking point between two frames before and after. 이를 통해 섬모가 파워스트로크를 수행하는지 리턴스트로크를 수행하는지 판별할 수 있게 된다. It is possible to determine if the cilia perform the return stroke, the power stroke that carried through.

도 5는 섬모의 운동 궤적에 따른 섬모각을 보여주는 도면이다. 5 is a view showing each of the cilia of the ciliary motion path.

하지만, 상기 추적점들은 프레임이 넘어감에 따라 노이즈로 인해 다음 프레임의 추적점을 찾지 못하는 상황이 발생된다. However, the trace points are the situations that occur can not find a trace of the next frame due to noise As the frame beyond. 따라서 섬모가 운동하는 방향으로 상기 사용자에 의해 초기 입력된 ROI 는 보정 받아야 하고 ROI 재설정단계(S40)를 통해서 보정된 ROI를 얻게 된다. Thus, the ciliary, the initial input to the direction of movement, by the user ROI will be corrected, and obtains the corrected ROI through the ROI reset step (S40). 이렇게 보정된 ROI에서 추점점 재 탐색 단계(S50)를 통해서 보정된 추적점을 탐색한다. In the thus corrected ROI searches for the estimation more and the tracking point correction by the re-search step (S50).

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 섬모의 움직임에 따라 초기 ROI에서 보정되어 새롭게 ROI를 설정하는 방법을 보여주는 도면이다. 3 and 4 are diagrams showing how to be corrected in the initial ROI newly set the ROI based on the ciliary movement in accordance with one embodiment of the present invention.

이때, 보정되는 ROI는 도 4에 도식되어 있는 것과 같이 이전 ROI에서 발견되는 추적점의 벡터들의 값들로부터 계산이 될 수 있으며, 보정된 ROI 에서 추적점들이 재탐색 된다. In this case, the ROI is corrected as in the diagram in Figure 4 can be calculated from the values ​​of the vector of the tracking point is found in the previous ROI, to trace point is searched again from the corrected ROI.

이후, 섬모각을 이용한 섬모의 운동성 분석 단계(S60)를 통해서 섬모의 운동 양상이 파워스트로크인지 리턴스트로크인지 판별할 수 있도록 한다. Then, movement of the ciliary motility patterns through the analysis phase of the cilia (S60) using each of the cilia is to determine whether the power stroke for a return stroke.

도 6는 섬모각의 변동 범위를 나타낸 도면이다. Figure 6 is a view showing a variation range of the ciliary each.

또한 도 6에 도식된 것과 같이 섬모각의 변동 범위를 통해서 동일한 CBF를 가지지만 다른 운동성을 보이는 섬모를 측정할 수 있게 된다. In addition, it is possible to only have the same CBF via the fluctuation range of the ciliary each measured ciliary exhibit different mobility as seen in schematic FIG.

이는 측정된 섬모의 운동패턴을 파형으로 나타내는 단계에 의해서 실현된다. This is achieved by the steps shown in the waveform pattern of the measured ciliary movement. 도 6에서 두 개의 서로 다른 운동성을 보이지만 CBF 가 같을 경우 종래의 방법으로는 이를 판별할 수 있는 방법이 없었다. But also by two different movements in June if CBF is equal to the conventional method, there was no way to determine this. 하지만, 도 6에서의 섬모각의 변동범위를 도 7에서 도식되어 있는 파형에서 각각 진폭으로 나타내면 동일한 CBF 값을 가지는 섬모의 경우도 그 운동성이 다름을 판별할 수 있도록 해준다. However, in the case of cilia CBF having the same value indicates the respective amplitude in a waveform, which is depicted by Figure 7 the variation range of each of the cilia in Figure 6 makes it possible to determine the difference is that motility. 도 5에서 파형의 한 주기는 섬모가 파워스트로크에서 리턴스크로크로 변이가 되고 다시 리턴스트로크에서 원래의 파워스트로크가 시작될 섬모의 위치로 이동했을 때를 한 주기로 나타낸다. Figure 5 shows one cycle of the waveform in a period when the cilia are variations in the power stroke to the return stroke of the cilia move to the original position in the return stroke, power stroke starts again. 즉 섬모각의 양의 정수값과 음의 정수값의 주기성을 섬모의 파워스트로크와 리턴스트로크의 도7에서의 한 주기로 나타낸다. I.e., a period in the amount of periodicity of an integer value and a negative integer value of each of the cilia of the ciliary power stroke and a return stroke, Fig.

도 7은 도 6에서의 섬모각의 변동 범위에 따른 진폭을 도시한 그래프이다. 7 is a graph showing the amplitude of the variation range of each of the cilia in FIG.

따라서 도 6에서의 왼쪽의 섬모(10)는 도 7서 큰 진폭을 가지는 파형을 가지고 반대로 도 6에서 오른쪽의 섬모(20)는 도 7에서 작은 진폭을 가지는 파형을 가지게 된다. Therefore ciliary 10 of the left side in Fig. 6 cilia 20 to the right in Figure 6 with the other hand the waveform having a large amplitude standing in Figure 7 will have a waveform having a small amplitude in FIG.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 섬모의 운동성을 측정하는 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. On the other hand, a method of measuring the movement of the cilia in accordance with an embodiment of the present invention can be implemented as a code which the computer can read in a computer-readable recording medium. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system.

예컨대, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 롬(ROM), 램(RAM), 시디-롬(CD-ROM), 자기 테이프, 하드디스크, 플로피디스크, 이동식 저장장치, 비휘발성 메모리(Flash Memory), 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함된다. For example, in the computer-readable recording medium include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), CD-ROM (CD-ROM), magnetic tape, hard disk, floppy disk, removable storage device, a non-volatile memory (Flash Memory) , and the like, and optical data storage devices, and also include those that are implemented in the form of a carrier wave (e.g., transmission through the Internet).

또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다. In addition, a computer-readable recording medium is distributed on computer systems connected to the computer network, it may be stored as a code that can be read and executed in a distributed fashion.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시 예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시 예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. Above, but the present invention is described with reference to some preferred embodiments, these embodiments are illustrative and not limiting. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다. Now having ordinary skill in the art will appreciate that if you can apply a variety of changes and modifications without departing from the spirit and scope set out in the appended claims of the invention.

Claims (7)

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  2. 도립 현미경으로 촬영된 섬모 동영상으로부터 각각의 프레임을 분리하고, 분리된 첫 번째 프레임으로부터 사용자에게 ROI를 요청하는 ROI 설정단계(S10); ROI setting step of separating the respective frames from the video photographed by ciliary inverted microscope, and ask the user the ROI from the first frame the separated (S10);
    사용자로부터 ROI 영역이 설정되면, 섬모를 추적하기 위한 추적점들을 찾는 섬모의 추적점 탐색 단계(S20); When a user ROI area is set, the tracking point of the search phase ciliated finding tracking point for tracking the cilia (S20); And
    첫 번째 프레임으로부터 다음 프레임으로 순차적으로 넘어감에 따라 추적점들의 이동 방향에 따라 각 섬모의 운동 궤적과 섬모가 붙어 있는 세포막과의 사이의 각도인 섬모각을 계산하는 섬모각 계산 단계(S30)를 포함하되, The first ciliary angle calculating step (S30) of calculating the angle of ciliary angle between the cell membrane and in the motion path and cilia of each ciliary attached with the movement direction of the tracking point in accordance with the advance to sequentially sense the next frame from the second frame comprising,
    상기 섬모각 계산단계는, 처음 프레임으로부터 다음프레임으로 순차적으로 넘어감에 따라 추적점의 변화에 따른 벡터값으로부터 섬모의 운동 궤적과 섬모가 붙어 있는 세포막과의 사이의 각도인 섬모각을 계산하는 것을 특징으로 하는 섬모의 운동성 측정 방법. The ciliary angle calculating step, calculating an angle of ciliary angle between the cell membrane and in the motion path and cilia of the ciliary comes from the vector value in accordance with the change of the tracking point in accordance with the advance to sequentially sense the next frame from the first frame, motility measurement method of the cilia as claimed.
  3. 청구항 2에 있어서, The method according to claim 2,
    상기 계산된 섬모각은 섬모의 운동방향 즉 파워스트로크(Power stroke)와 리턴스트로크(Return stroke)에 따라 각각 음의 정수, 양의 정수 또는 그 반대의 구별되는 특징을 가지는 것을 특징으로 하는 섬모의 운동성 측정 방법. The calculated ciliary angle of cilia, characterized in that with each negative integer, positive integer, or a distinct feature of the opposite depending on the ciliary movement direction, that the power stroke (Power stroke) and a return stroke (Return stroke) Motility How to measure.
  4. 도립 현미경으로 촬영된 섬모 동영상으로부터 각각의 프레임을 분리하고, 분리된 첫 번째 프레임으로부터 사용자에게 ROI를 요청하는 ROI 설정단계(S10); ROI setting step of separating the respective frames from the video photographed by ciliary inverted microscope, and ask the user the ROI from the first frame the separated (S10);
    사용자로부터 ROI 영역이 설정되면, 섬모를 추적하기 위한 추적점들을 찾는 섬모의 추적점 탐색 단계(S20); When a user ROI area is set, the tracking point of the search phase ciliated finding tracking point for tracking the cilia (S20);
    첫 번째 프레임으로부터 다음 프레임으로 순차적으로 넘어감에 따라 추적점들의 이동 방향에 따라 각 섬모의 운동 궤적과 섬모가 붙어 있는 세포막과의 사이의 각도인 섬모각을 계산하는 섬모각 계산 단계(S30); First ciliary angle calculating step of calculating the angle of ciliary angle between the cell membrane and in the motion path and cilia of each ciliary attached with the movement direction of the tracking point in accordance with the advance to sequentially sense the next frame from the second frame (S30);
    프레임이 진행됨에 따라 노이즈로 인한 추적점의 소실에 따른 섬모가 운동하는 방향으로 ROI 를 보정하는 ROI 재설정단계(S40); According to the frame progresses ROI reset step of the cilia of the disappearance of the tracking point due to noise correction in the direction of movement of the ROI (S40);
    보정된 ROI 에서 추적점을 재탐색하는 추적점 재탐색 단계(S50); Tracking point re-search step of re-search of the tracking point in the corrected ROI (S50); And
    상기 섬모각 계산 단계에서 획득된 섬모각과 섬모각의 범위를 파형으로 변환해 섬모의 운동성을 분석하는 섬모의 운동성 분석 단계(S60)를 포함하되, The ciliary converts the range of the ciliary angle ciliary each acquisition in each calculation step to the waveform comprising the analysis of ciliary motility step (S60) of analyzing the movement of cilia,
    상기 ROI 재설정단계에서의 ROI의 보정은, ROI 영역에서 섬모의 운동 방향에 따라 ROI 영역을 재설정하는 것이고, Correction of the ROI in the ROI reset step, in the ROI region is to reset the ROI area in accordance with the direction of movement of the cilia,
    상기 추적점 재탐색 단계에서의 추적점 재탐색은, ROI 재설정을 통해 보정된 ROI 영역에서 새로운 추적점을 재탐색하는 것을 특징으로 하는 섬모의 운동성 측정 방법. The tracking track points of the re-search in that re-search step is a method of measuring movement of the ciliary it characterized in that the re-search a new tracking point in the ROI region correction through the ROI reset.
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